一种基于积分算法的电气火灾监测预警方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气火灾监测预警技术领域，尤其涉及一种基于积分算法的电气火灾监测预警方法及设备。
【背景技术】
[0002]我国人口众多，数亿家庭住宅电气线路存在很多故障隐患问题，其中90%以上都直接或间接与电线及用电设备绝缘老化有着密切的联系。特别是在家庭住宅和古建筑电气领域，电线及电气设备老化给用电安全造成巨大隐患，引发产生人身触电、电气火灾、电气设备烧毁及爆炸等安全隐患。电气火灾具有以下特点:隐蔽性强、燃烧快不易扑救、后果严重。电气绝缘故障易引起电气火灾，在我国现阶段各种火灾类型中，电气火灾的数量和危害性遥据第一位。
[0003]现有电气火灾监控产品国家标准主要基于剩余电流和温度检测，现阶段剩余电流检测技术和温度检测技术一般采用门限定值比较技术手段，但对于暂态参数，门限定值比较是局限于瞬间时刻数据点的比较，大量远低于或稍低于门限定值的中早期异常数据被丢弃，没有获得有效处理。在电气隐患检测方面除了采用门限定值比较技术手段，采用的故障录波技术，可以实时检测记录它们在故障期间实际采样点组成的波形图反映故障情况，但是故障录波需要存储大量的数据。对于50Hz工频电气信号，一组长度仅仅数十分钟电流和电压的波形数据需要至少存储数百万字节。同时，在电气绝缘故障中早期阶段，电气异常小数据参数值一般远小于故障定值，在故障录波监测的范围之外。随着时间的推移，在达到故障定值之前，这些电气隐患异常出现的频率越来越高、数值逐渐变大，必须对它们的有效监测才能实现隐患监测预警。但作为金字塔形统计学数据结构，异常小数据在数量和时间上都远多于较大的故障数据，故障录波扩展到异常录波会造成更加海量的数据需要存储处理，所以“故障录波”延伸到“异常录波”不宜采用。
[0004]目前基于对剩余电流进行积分的电气火灾检测属于技术空白，现阶段电气火灾监控检测技术仍采用判断剩余电流和温度数值大小的门限定值比较技术手段，难以满足中早期电气绝缘及电气火灾隐患监测预警的要求。
【发明内容】
[0005]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种基于积分算法的电气火灾监测预警方法及设备。
[0006]本发明提出的一种基于积分算法的电气火灾监测预警方法，包括以下步骤:
[0007]S1、检测电气回路的剩余电流；
[0008]S2、把剩余电流对时间进行积分，获得积分参数；
[0009]S3、获取电气回路的电压和负荷电流；
[0010]S4、根据剩余电流的各时间段积分参数，对电气回路的电气火灾隐患状况进行监测预警；
[0011]S5、根据剩余电流、电压和负荷电流的检测结果，进行报警和控制。
[0012]优选地，步骤S2还包括:对各时间段上的积分参数进行冻结存储。
[0013]优选地，还包括步骤S6、检测电气回路中预设部位的温度；
[0014]优选地，步骤S4具体包括以下分步骤:
[0015]S41、分别对剩余电流、积分参数进行处理判断；
[0016]S42、当任意一个时间段上的剩余电流出现异常，大于设定阀值时；
[0017]S43、便对积分冻结存储的能量类数据时间长度进行细化，即通过逐级分解时间长度，生成时间子段冻结数据，进行存储。
[0018]S44、根据各时间段、时间子段上的积分参数判断异常所在时间节点、各时间段异常程度和异常变化趋势。
[0019]优选地，步骤S43中，还可对时间子段进行进一步划分，获得下一级时间子段上的积分参数。
[0020]优选地，通过程序软件处理生成小时、日、月、年各级单位时间段的冻结数据并存储。
[0021]优选地，还包括步骤S7、温度大于设定阀值时，获得超温积分参数；
[0022]优选地，步骤S7中，具体包括以下分步骤:
[0023]S71、对温度参数进行判断；
[0024]S72、当任意一个时间段上的温度出现异常，大于设定阀值时；
[0025]S73、便把温度和温度阀值的差值，对时间进行积分，产生超温积分参数，生成各时间段冻结数据，进行存储；
[0026]S74、根据各时间段的超温积分参数，判断超温异常所在时间节点，各时间段异常程度和异常变化趋势。
[0027]本发明提出的一种基于积分算法的电气火灾监测预警基于积分算法的电气火灾监测预警设备，包括剩余电流检测模块、微控制处理器模块、通讯模块、电压电流检测模块和温度检测电路模块；
[0028]剩余电流检测模块用于采集电气回路中的剩余电流；
[0029]电压电流检测模块用于对电气回路中的电压和负荷电流进行检测；
[0030]温度检测电路模块用于对电气回路内部特定部位的温度进行检测；
[0031 ]微控制处理器模块分别与剩余电流检测模块、电压电流检测模块和温度检测电路模块连接，其内部设置有积分计算子模块;微控制处理器模块获取剩余电流并通过积分计算子模块执行剩余电流对时间的积分运算，以获得剩余电流积分参数，并产生各时间段剩余电流积分冻结数据，进行存储;微控制处理器模块内预设有温度阈值，微控制处理器模块获取温度，在超过温度阀值时，通过积分计算子模块执行温度与温度阀值的差值对时间的积分运算，产生各时间段超温积分冻结数据；
[0032]微控制处理器模块根据各时间段剩余电流积分、剩余电流、电压、负荷电流、温度及各时间段超温积分参数对电气回路进行多方面监测；
[0033]通讯模块与微控制处理器模块连接，微控制处理器模块根据对电气回路的监测结果控制通讯模块工作。
[0034]优选地，通讯模块分别连接有报警子模块和执行子模块;报警子模块根据微控制处理器模块对电气回路的监测结果进行告警，执行子模块根据微控制处理器模块对电气回路的监测结果控制电气回路的保护装置工作。
[0035]优选地，微控制处理器模块内预设有电压阈值和电流阈值，其将检测到的电气回路中的电压和负荷电流分别与电压阈值和电流阈值进行比较，并根据比较结果对电气回路是否具有安全隐患或电气火灾隐患进行判断。
[0036]优选地，还包括按键显示模块，其与微控制处理器模块连接，用于向微控制处理器模块输入指令以查询不同时间段上的监测结果并输出显示。
[0037]优选地，积分计算子模块为软件积分计算子模块，剩余电流检测模块和温度检测电路模块分别连接微控制处理器模块的模拟输入管脚;或者，积分计算子模块为硬件积分计算子模块，剩余电流检测模块和温度检测电路模块分别与硬件积分计算子模块连接，硬件积分计算子模块与微控制处理器模块连接。
[0038]本发明提供的基于积分算法的电气火灾监测预警方法中，根据各时间段上的剩余电流积分、剩余电流、电压、负荷电流、温度及各时间段超温积分参数对电气回路进行多方面监测，保证了对电气回路监测的全面性，有利于实时监控的早期性、精确性，避免隐患异常故障漏查导致的不可靠性。
[0039]本发明提供的基于积分算法的电气火灾监测预警设备中，微控制处理器模块内设置的积分计算子模块，可执行剩余电流对时间的积分运算，产生剩余电流积分参数的各时间段冻结数据，进行存储;可执行温度和温度阀值的差值对时间的积分运算，产生超温积分参数的各时间段冻结数据，进行存储;此类冷冻数据的长度仅为2-4个字节，大大节约了存储空间。
[0040]本发明中，通过对积分参数进行监测，能够把隐患进行累积放大显现，有利于在隐患出现的中早期的及时排查，避免电气回路上的隐患发现不及时的问题。有效监测电线及电气设备的老化、超温和电气火灾中早期隐患问题，有利于对电气火灾隐患和相关其它电气隐患及早发现、精确掌握隐患程度和隐患发展趋势，实现监测预警，保证用电安全。
[0041]本发明